表面磨损对钢丝绳裂纹萌生与扩展的影响

作者：秦智军; 刘钰成; 钱尼君; 刘华龙; 江五贵

来源：起重运输机械, 2023, (24): 41-46.

DOI：10.3969/j.issn.1001-0785.2023.24.011

• 钢丝绳
• 裂纹扩展
• 表面磨损
• M积分法
• 扩展有限元
• 应力强度因子

结合扩展有限元法和M积分法，建立了1×19+IWS钢丝绳不同表面磨损的简化有限元模型，对其在轴向拉伸载荷下的裂纹萌生与扩展进行了仿真研究。分析了钢丝绳在拉伸载荷下整体与磨损区域的应力分布；随后基于扩展有限元法与M积分法，得到了不同径向与轴向磨损量下磨痕区域的应力强度因子。结果表明，随着径向磨损量增大，在磨损量5.5%之前，磨痕处的应力强度因子随磨损量线性增长，在超过5.5%磨损量之后，急剧增加，研究成果验证了GB/T 5972—2016《起重机钢丝绳保养、维护、检验和报废》中规定的钢丝绳报废标准。相比于径向磨损，钢丝绳的轴向磨损量对磨痕处应力强度因子的影响不大，并且越大的轴向磨损对裂纹扩展的抑制越强。

• 单位
  南昌航空大学; 江西省特种设备检验检测研究院